Question

X、Y、Z、W、Q五種短周期元素在周期表中的位置如下表，其中Y與Z的質子數之和比Q的質子數多1．

	X	Y	Z
W	Q

請回答以下問題：
（1）以上元素中最高價氧化物對應水化物酸性最強的是

 

（填化學式）；Y元素單質分子的電子式為

 

；X、Y、Q三種元素原子半徑由大到小的順序為

 

（填元素符號）．
（2）下列不能說明X的非金屬性比Q強的是

 

（填序號）．
a．X的單質在高溫時可從Q的氧化物中置換出Q
b．X的最高價氧化物對應水化物的酸性強
c．斷開氫化物中1mol H-X鍵比1mol H-Q鍵所需的能量大
d．在X與Q二者形成的化合物中，X顯示負價
（3）Z所在主族的前四種元素單質分別與H₂反應生成1mol氣態氫化物對應的熱量變化如下，其中對應第四周期元素的是

 

（填序號）．
a．吸收155.0kJ   b．吸收85.81kJ   c．放出20.14kJ   d．放出241.8kJ
（4）標準狀況下，3.36L YZ₂氣體溶于水并配制成1L溶液，該溶液的物質的量濃度為

 

；該溶液與金屬銅發生反應的離子方程式為

 

．
（5）如圖所示是以W作一個電極形成原電池的原理示意圖．該電池的負極反應式為

 

，反應后溶液的pH

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

考點：元素周期律和元素周期表的綜合應用,原電池和電解池的工作原理

專題：元素周期律與元素周期表專題,電化學專題

分析：由X、Y、Z、W、Q五種短周期元素在周期表中的位置可知，X、Y、Z處于第二周期，W、Q處于第三周期，其中Y與Z的質子數之和比Q的質子數多1，令Z的質子數為a，則Q的質子數為a+6，Y的質子數為a-1，則：a-1+a=a+6+1，a=8，所以Z為O元素、Y為N元素、X為C元素、W為Al元素、Q為Si元素，
（1）元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物酸性越強；
Y元素單質分子為N₂，N原子之間存在三對共用電子對，且每個N原子含有一個孤電子對；
同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大；
（2）元素的非金屬性越強，其單質的氧化性越強、其最高價氧化物的水化物酸性越強、其氫化物的穩定性越強、其電負性越大；
（3）第四周期、第VIA族是Se元素，Se與氫氣化合是吸收能量，O、S和氫氣化合時放出能量，同主族自上而下非金屬性減弱，單質與氫氣反應劇烈程度減小，反應熱增大（考慮符號）；
（4）根據3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO計算n（HNO₃）=0.1mol，再根據c=

n

V

計算HNO₃物質的量濃度；Cu和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水；
（5）Ag作正極，Al失電子作負極，堿性條件下，生成偏鋁酸根與水，根據電池反應式判斷反應后溶液的pH變化．

解答： 解：由X、Y、Z、W、Q五種短周期元素在周期表中的位置可知，X、Y、Z處于第二周期，W、Q處于第三周期，其中Y與Z的質子數之和比Q的質子數多1，令Z的質子數為a，則Q的質子數為a+6，Y的質子數為a-1，則：a-1+a=a+6+1，a=8，所以Z為O元素、Y為N元素、X為C元素、W為Al元素、Q為Si元素，
（1）非金屬性O＞N＞C＞Si，O元素沒有最高價含氧酸，所以最高價氧化物對應水化物酸性最強的是HNO₃；
Y元素單質分子為N₂，N原子之間存在三對共用電子對，且每個N原子含有一個孤電子對，其電子式為；
同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑：Si＞C＞N，
故答案為：HNO₃；；Si＞C＞N；
（2）a．高溫改變物質的性質，不能說明非金屬性強弱，故a錯誤；
b．X最高價氧化物對應水化物的酸性強，說明X的非金屬性強，故b正確；
c．斷開氫化物中1mol H-X鍵比1mol H-Q鍵所需的能量大，說明HX比HQ穩定，可以說明X的非金屬性較強，故c正確；
d．在X與Q二者形成的化合物中，X顯示負價，說明X對鍵合電子吸引能力更強，則X的非金屬性更強，故d正確，
故答案為：a；
（3）Se與O元素同族元素，同主族自上而下非金屬性減弱，單質與氫氣反應劇烈程度減小，反應熱增大（考慮符號），故ⅥA族前四種元素中生成1mol硒化氫（H₂Se）反應熱應排在第二位，應為吸收85.81kJ，故選b，
故答案為：b．
（4）標準狀況下，3.36LNO₂氣體的物質的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據方程式知n（HNO₃）=0.15mol×

2

3

=0.1mol，則HNO₃物質的量濃度=

0.1mol

1L

=0.1mol/L；
Cu和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，反應離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：0.1mol/L；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）Al作負極、Ag作正極，負極是Al失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸根、水，負極電極反應式為：Al+4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O，反應消耗氫氧根，故負極附近氫氧根離子濃度降低，溶液pH變小，
故答案為：Al+4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O；變小．

點評：本題考查結構性質位置關系綜合應用，涉及元素周期律、電子式、離子方程式、原電池工作原理等，推斷元素是解題關鍵，題目綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合考查，注意基礎知識的全面掌握．